CN115275280A - 一种燃料电池汽车的氢耗量测量系统及其使用方法 - Google Patents

一种燃料电池汽车的氢耗量测量系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种燃料电池汽车的氢耗量测量系统及其使用方法，涉及燃料电池汽车技术领域，该系统包括：车载氢罐；外置氢罐；组合流量测量模块，其进气端与车载氢罐以及外置氢罐通过电磁阀连通，用于测量氢气进气流量；外置氮罐，与组合流量测量模块的出气端通过电磁阀连通，用于向组合流量测量模块的出气端对应的管路吹扫氮气；排废管路，与组合流量测量模块的进气端以及出气端对应的管路连通；加氢模块，用于与组合流量测量模块的出气端连通，向燃料电池汽车供气。本申请利用预设的供氢管路、供氮管路，在供氢工作中进行压力检测以及管路吹扫动作，结合于氢气进气流量以及氢气排废流量，方便快捷的获得氢气耗量，以满足供氢工作中的测量需求。

Description

一种燃料电池汽车的氢耗量测量系统及其使用方法
技术领域
本申请涉及燃料电池汽车技术领域，具体涉及一种燃料电池汽车的氢耗量测量系统及其使用方法。
背景技术
氢燃料电池汽车是一种采用绿色环保能源的新能源汽车，是目前新能源汽车发展的技术方向。氢燃料电池汽车的研发、生产和商业化是目前的汽车行业新技术热点。早期的氢燃料汽车受制于技术水平，氢燃料电池系统较多的工作在稳定输出功率的稳态工况下。动态功率输出依赖于车内容量相对较大的动力电池。
因此测试时的外置供氢流量要求比较稳定，结构相对简单的减压阀组合装置就能实现。又因为早期氢燃料电池汽车多采用较大容量的动力电池，动力电池能量占比相对较大，因此测试续航里程和氢耗时需要将动力电池对经济性和续航里程的贡献和电耗单独测量和计算。
随着技术水平的发展，氢燃料电池汽车的动力总成配置，逐渐向全功率化发展，即动力电池只占几乎可以忽略不计的极小能力占比。由燃料电池系统动态输出功率满足车辆各种变化的工况需求。对燃料电池系统动力输出，包括供氢系统的动态响应都提出了很高的要求。
因此，现提供一种供氢及氢耗测量技术，以满足燃料电池汽车进行动态工况下的续航里程及氢耗量试验时的动态供氢及氢耗测量需求。
发明内容
本申请提供一种燃料电池汽车的氢耗量测量系统及其使用方法，利用预设的供氢管路、供氮管路，在供氢工作中进行压力检测以及管路吹扫动作，结合于氢气进气流量以及氢气排废流量，方便快捷的获得氢气耗量，以满足供氢工作中的测量需求。
第一方面，本申请提供了一种燃料电池汽车的氢耗量测量系统，所述系统包括：
车载氢罐；
外置氢罐；
组合流量测量模块，其进气端与所述车载氢罐以及所述外置氢罐通过电磁阀连通，用于测量氢气进气流量；
外置氮罐，其与所述组合流量测量模块的出气端通过电磁阀连通，用于向所述组合流量测量模块的出气端对应的管路吹扫氮气；
排废管路，其与所述组合流量测量模块的进气端以及出气端对应的管路连通；
加氢模块，其用于与所述组合流量测量模块的出气端连通，向燃料电池汽车供气；其中，
所述排废管路在与所述组合流量测量模块的出气端对应的管路连通处配设有氢气流量模块，其用于测量氢气排废流量；
氢耗量数值等于氢气进气流量减去氢气排废流量。
具体的，所述组合流量测量模块包括多个由不同流量级别的流量计构建的流量测量支路；
各所述流量测量支路的两端分别与所述组合流量测量模块的进气端以及出气端连通；
各所述流量测量支路之间采取并联模式。
具体的，所述氢气流量模块包括相互并联的不同量程的氢气流量计。
具体的，所述加氢模块包括相互并联的适配不同加氢口规格的加氢枪或供氢接头。
具体的，所述组合流量测量模块内部靠近进气端一侧以及靠近出气端一侧均配置有温度压力传感器。
具体的，所述排废管路在与所述组合流量测量模块的进气端的通路上配置有过压阀。
具体的，所述氢气流量模块与所述组合流量测量模块的出气端对应的管路连通处并联设置有电磁阀和过压阀。
具体的，所述车载氢罐、所述外置氢罐以及所述外置氮罐的出气端均配置有电磁阀；
所述外置氮罐与所述组合流量测量模块的出气端的连通处配置有电磁阀；
所述组合流量测量模块内部位于出气端一侧设置有电磁阀。
具体的，所述外置氮罐的出气端均配置有温度压力传感器。
第二方面，本申请提供了一种如第一方面提及的燃料电池汽车的氢耗量测量系统的使用方法，所述方法包括以下步骤：
控制车载氢罐或外置氢罐依次向组合流量测量模块以及加氢模块输送氢气；
待通过加氢模块向燃料电池汽车进行氢气供给后，记录组合流量测量模块统计的氢气进气流量；
控制外置氮罐向组合流量测量模块的进气端以及出气端的管路吹扫氮气；
记录氢气流量模块的氢气排废流量；
基于所述氢气进气流量以及所述氢气排废流量，计算燃料电池汽车的氢耗量数值。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请利用预设的供氢管路、供氮管路，在供氢工作中进行压力检测以及管路吹扫动作，结合于氢气进气流量以及氢气排废流量，方便快捷的获得氢气耗量，以满足供氢工作中的测量需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中提供的燃料电池汽车的氢耗量测量系统的结构示意图；
图2为本申请实施例中提供的燃料电池汽车的氢耗量测量系统的工作逻辑图；
图中：
1、车载氢罐；2、外置氢罐；3、组合流量测量模块；4、外置氮罐；5、排废管路；50、氢气流量模块；6、加氢模块；。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。
本申请实施例提供一种燃料电池汽车的氢耗量测量系统及其使用方法，利用预设的供氢管路、供氮管路，在供氢工作中进行压力检测以及管路吹扫动作，结合于氢气进气流量以及氢气排废流量，方便快捷的获得氢气耗量，以满足供氢工作中的测量需求。
为达到上述技术效果，本申请的总体思路如下：
一种燃料电池汽车的氢耗量测量系统，该系统包括：
车载氢罐1；
外置氢罐2；
组合流量测量模块3，其进气端与所述车载氢罐1以及所述外置氢罐2通过电磁阀连通，用于测量氢气进气流量；
外置氮罐4，其与所述组合流量测量模块3的出气端通过电磁阀连通，用于向所述组合流量测量模块3的出气端对应的管路吹扫氮气；
排废管路5，其与所述组合流量测量模块3的进气端以及出气端对应的管路连通；
加氢模块6，其用于与所述组合流量测量模块3的出气端连通，向燃料电池汽车供气；其中，
所述排废管路5在与所述组合流量测量模块3的出气端对应的管路连通处配设有氢气流量模块50，其用于测量氢气排废流量；
氢耗量数值等于氢气进气流量减去氢气排废流量。
以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。
第一方面，参见图1～2所示，本申请实施例提供一种燃料电池汽车的氢耗量测量系统，该系统包括：
车载氢罐1；
外置氢罐2；
组合流量测量模块3，其进气端与所述车载氢罐1以及所述外置氢罐2通过电磁阀连通，用于测量氢气进气流量；
外置氮罐4，其与所述组合流量测量模块3的出气端通过电磁阀连通，用于向所述组合流量测量模块3的出气端对应的管路吹扫氮气；
排废管路5，其与所述组合流量测量模块3的进气端以及出气端对应的管路连通；
加氢模块6，其用于与所述组合流量测量模块3的出气端连通，向燃料电池汽车供气；其中，
所述排废管路5在与所述组合流量测量模块3的出气端对应的管路连通处配设有氢气流量模块50，其用于测量氢气排废流量；
氢耗量数值等于氢气进气流量减去氢气排废流量。
需要说明的是，FCEV，即燃料电池电动汽车，英文全称为Fuel Cell ElectdcVehicle；
以燃料电池系统作为动力源或主动力源的汽车,包括以下几种：
燃料电池系统可以直接输出电量驱动车辆电机，并满足车辆行驶所需的全部功率的全功率燃料电池电动汽车；
燃料电池系统只能发电存储到动力电池，再由动力电池来驱动车辆电机的增程式燃料电池电动汽车。
本申请实施例中，利用预设的供氢管路、供氮管路，在供氢工作中进行压力检测以及管路吹扫动作，结合于氢气进气流量以及氢气排废流量，方便快捷的获得氢气耗量，以满足供氢工作中的测量需求。
具体的，所述组合流量测量模块3包括多个由不同流量级别的流量计构建的流量测量支路；
各所述流量测量支路的两端分别与所述组合流量测量模块3的进气端以及出气端连通；
各所述流量测量支路之间采取并联模式。
具体的，所述氢气流量模块50包括相互并联的不同量程的氢气流量计。
具体的，所述加氢模块6包括相互并联的适配不同加氢口规格的加氢枪或供氢接头。
具体的，所述组合流量测量模块3内部靠近进气端一侧以及靠近出气端一侧均配置有温度压力传感器。
具体的，所述排废管路5在与所述组合流量测量模块3的进气端的通路上配置有过压阀。
具体的，所述氢气流量模块50与所述组合流量测量模块3的出气端对应的管路连通处并联设置有电磁阀和过压阀。
具体的，所述车载氢罐1、所述外置氢罐2以及所述外置氮罐4的出气端均配置有电磁阀；
所述外置氮罐4与所述组合流量测量模块3的出气端的连通处配置有电磁阀；
所述组合流量测量模块3内部位于出气端一侧设置有电磁阀。
具体的，所述外置氮罐4的出气端均配置有温度压力传感器。
如说明书附图的图1所示，基于本申请实施例的技术方案，给出一种实际实施的具体实施例，具体情况如下：
第一，1号管路为车载供氢管路，包括E-1车载氢罐、V-2电磁阀、I-2温度压力传感器、组合流量测量模块、I-10温度压力传感器、T1红外通信模块、V6电磁阀、加氢模块；其中，
组合流量测量模块包括V-3\V-4\V-5以及对应的I-7\I-8\I-9；
加氢模块包括V-8\V-9\V-10以及对应的V-11\V-12\V-13。
第二，2号管路为外置氢罐供氢管路，包括E-2外置氢罐、V-1电磁阀、I-2温度压力传感器、组合流量测量模块、I-10温度压力传感器、T1红外通信模块、V6电磁阀以及加氢模块；其中，
组合流量测量模块包括V-3\V-4\V-5以及对应的I-7\I-8\I-9；
加氢模块包括V-8\V-9\V-10以及对应的V-11\V-12\V-13。
第三，3吹扫管路为氮气吹扫管路，包括V-14支路电磁阀、V-19过压阀、支路V-15电磁阀、V-16电磁阀、V-18过压阀、I-16氢气流量计以及I-17氢气流量计，通过开关阀连接1号管路和2号管路，以实现吹扫功能；其中，
I-16氢气流量计以及I-17氢气流量计的量程不同。
第四，4排废管路有过压排氢和吹扫排废功能，包括V-19过压阀、V-18过压阀、V-16电磁阀、I-16氢气流量计以及I-17氢气流量计，用于排出及测量多余氢气和吹扫氮气；其中，
I-16氢气流量计以及I-17氢气流量计的量程不同。
本申请实施例中，通过V19过压阀以及V18过压阀，可执行过压阀泄压模式，有4排废管路，可以避免以往稳态供氢系统压力变化不及时，压力过大时易损坏氢系统部件的问题。
第五，组合流量测量模块，其包括3个电磁阀V-3\V-4\V-5以及三个不同流量级别的文丘里管流量计I-7\I-8\I-9；其中，
以1、3、5级流量量程为例，可以通过三个电磁阀组合开关，实现1、3、4、5、6、8、9共7个流量量程的快速切换；
对以往案例，可以实现供氢和流量测量的同时宽流量范围的快速响应。
第六，加氢模块，其包括电磁阀V-8\V-9\V-10以及对应的V-11加氢枪、V-12加氢枪以及V-13供氢接头；
可根据不同的车辆加氢口规格和使用模式选择加氢枪或供氢接头。
基于上述技术结构技术特征，可实现多种功能，具体情况如下：
第一，执行组合流量测量：
由V-3\V-4\V-5三路电磁阀对应I-7\I-8\I-9三个不同流量范围的文丘里管；
通过数据处理模块对车辆通信模块氢耗量设定值读取，控制V-3\V-4\V-5三个电磁阀开闭的排列组合，实现从1-9级的宽范围流量测量功能。
需要说明的是，组合流量测量模块，由3个电磁阀V-3\V-4\V-5及三个不同流量级别的文丘里管流量计I-7\I-8\I-9组成；
以1、3、5级流量量程为例，可以通过三个电磁阀组合开关，实现1、3、4、5、6、8、9共7个流量量程的快速切换；
对以往案例，可以实现供氢和流量测量的同时宽流量范围的快速响应。
第二，执行车载氢罐模式：
使用E-1车载氢罐供氢；
系统串联在车内车载氢罐和车内供氢管路之间，用于氢耗量实测；
断开车内供氢管路后，E-1车载氢罐连入系统，V-13供氢接头接入燃料电池供氢管路，与V-2及2号管路形成供氢回路；
在车辆进行转毂上行驶试验的时候，通过开启V-2到组合流量测量模块到V-6电磁阀、V-10电磁阀通过V-13供氢接头接入燃料电池系统供氢并测量氢流量数据；其中，
组合流量测量模块，即V-3\V-4\V-5以及对应的文丘里管I-7\I-8\I-9。
第三，执行外置氢罐模式：
使用E-2外置氢罐供氢，通过开启V-1到组合流量测量模块到V-6电磁阀，选择V-9电磁阀或V-6电磁阀对应的V-11或者V-12加氢枪接入燃料电池汽车加氢口供氢并测量氢流量数据；
在该模式中，如供氢压力实时大于车辆所需压力，压力差超过一定阈值时。多余的氢气会通过V-18过压阀通过流量计I-16/I-17经排废管路排出大气；其中，
组合流量测量模块，即V-3\V-4\V-5以及对应的文丘里管I-7\I-8\I-9；
V-12加氢枪可配置不同的加氢枪规制；
流量计I-16/I-17的流量量程可根据实际需求进行配置；
此模式下温度压力传感器I-2监测管路中的温度压力，温度压力传感器I-10监测加氢口的温度压力，传输给数据处理模块。数据处理模块通过红外通信模块T1，将温度压力数据与车辆进行通信用于车内系统的安全监测用途。
第四，执行吹扫排废模式：
系统内部两处设计有氢气泄露监测传感器H1\H2，当系统监测到氢气泄露值超过阈值时，或者系统接到吹扫系统指令时手动或试验结束后程序自动执行，数据处理系统控制系统关闭氢气源进入吹扫排废模式；
系统中供氢管路上的V-1\V-2\V-8\V-9\V-10阀门关闭；
排废和吹扫管路上V-3\V-4\V-5\V-6\V-14\V-15\V-16开启；
E3氮气瓶通过3吹扫管路和4排废管路对系统进行强制吹扫排废。
第五，执行氢流量预读：
在两种供氢模式中，数据处理系统会从车辆通信模块中读取车内预设置的氢耗量来自于试验获得的车速、功率、氢耗数据模型；
根据该预设氢耗值，判断组合流量测量模块中的电磁阀开关组合，开启对应的1个或数个文丘里管流量计，以实现宽量程的氢耗的动态快速实测和供氢；
避免以往稳态供氢系统，流量变化缓慢，测量量程变化不及时，大量程测量又精度不高的问题。
第六，若把组合流量测量模块所测氢流量为Q1，氢气流量计I-16/I-17测得的排废流量记为Q2，则此模式下，实际氢流量Q3＝Q1-Q2。
其中，氢耗量CH2则可以换算为，100公里氢气消耗量CH2kg/100km：
Figure BDA0003770265560000111
式中：CH2-百公里氢气消耗量，单位：kg/100km，四舍五入精确到小数点后2位；
mTH-试验中实际测量得到的氢气消耗量，单位：g；
DT-试验中车辆实际行驶的距离，单位：km。
需要说明的是，基于上述结构基础，可存在以下技术优势：
可通过数据处理模块与车辆进行数据通信，读取车内氢耗设定值后，通过多个不同流量规格文丘里管流量计的电磁阀切换组合，实现供氢和氢流量实测的动态快速响应；
具备过压监测及过压排氢、排废气、管路安全吹扫功能，通过过压排氢流量进行氢耗补算；
通过数据处理模块的控制，具有压力、温度、红外通信、氢泄露等监测通信和防护功能。
第二方面，本申请实施例在第一方面提及的燃料电池汽车的氢耗量测量系统的技术基础上，提供一种燃料电池汽车的氢耗量测量系统的使用方法，该方法包括以下步骤：
控制车载氢罐1或外置氢罐2依次向组合流量测量模块3以及加氢模块6输送氢气；
待通过加氢模块6向燃料电池汽车进行氢气供给后，记录组合流量测量模块3统计的氢气进气流量；
控制外置氮罐4向组合流量测量模块3的进气端以及出气端的管路吹扫氮气；
记录氢气流量模块50的氢气排废流量；
基于氢气进气流量以及氢气排废流量，计算燃料电池汽车的氢耗量数值。
本申请实施例中，利用预设的供氢管路、供氮管路，在供氢工作中进行压力检测以及管路吹扫动作，结合于氢气进气流量以及氢气排废流量，方便快捷的获得氢气耗量，以满足供氢工作中的测量需求。
需要说明的是，本申请实施例基于的一种燃料电池汽车的氢耗量测量系统，该系统包括：
车载氢罐1；
外置氢罐2；
组合流量测量模块3，其进气端与所述车载氢罐1以及所述外置氢罐2通过电磁阀连通，用于测量氢气进气流量；
外置氮罐4，其与所述组合流量测量模块3的出气端通过电磁阀连通，用于向所述组合流量测量模块3的出气端对应的管路吹扫氮气；
排废管路5，其与所述组合流量测量模块3的进气端以及出气端对应的管路连通；
加氢模块6，其用于与所述组合流量测量模块3的出气端连通，向燃料电池汽车供气；其中，
所述排废管路5在与所述组合流量测量模块3的出气端对应的管路连通处配设有氢气流量模块50，其用于测量氢气排废流量；
氢耗量数值等于氢气进气流量减去氢气排废流量。
需要说明的是，FCEV，即燃料电池电动汽车，英文全称为Fuel Cell ElectdcVehicle；
以燃料电池系统作为动力源或主动力源的汽车,包括以下几种：
燃料电池系统可以直接输出电量驱动车辆电机，并满足车辆行驶所需的全部功率的全功率燃料电池电动汽车；
燃料电池系统只能发电存储到动力电池，再由动力电池来驱动车辆电机的增程式燃料电池电动汽车。
具体的，所述组合流量测量模块3包括多个由不同流量级别的流量计构建的流量测量支路；
各所述流量测量支路的两端分别与所述组合流量测量模块3的进气端以及出气端连通；
各所述流量测量支路之间采取并联模式。
具体的，所述氢气流量模块50包括相互并联的不同量程的氢气流量计。
具体的，所述加氢模块6包括相互并联的适配不同加氢口规格的加氢枪或供氢接头。
具体的，所述组合流量测量模块3内部靠近进气端一侧以及靠近出气端一侧均配置有温度压力传感器。
具体的，所述排废管路5在与所述组合流量测量模块3的进气端的通路上配置有过压阀。
具体的，所述氢气流量模块50与所述组合流量测量模块3的出气端对应的管路连通处并联设置有电磁阀和过压阀。
具体的，所述车载氢罐1、所述外置氢罐2以及所述外置氮罐4的出气端均配置有电磁阀；
所述外置氮罐4与所述组合流量测量模块3的出气端的连通处配置有电磁阀；
所述组合流量测量模块3内部位于出气端一侧设置有电磁阀。
具体的，所述外置氮罐4的出气端均配置有温度压力传感器。
如说明书附图的图1所示，基于本申请实施例的技术方案，给出一种实际实施的具体实施例，具体情况如下：
第一，1号管路为车载供氢管路，包括E-1车载氢罐、V-2电磁阀、I-2温度压力传感器、组合流量测量模块、I-10温度压力传感器、T1红外通信模块、V6电磁阀、加氢模块；其中，
组合流量测量模块包括V-3\V-4\V-5以及对应的I-7\I-8\I-9；
加氢模块包括V-8\V-9\V-10以及对应的V-11\V-12\V-13。
第二，2号管路为外置氢罐供氢管路，包括E-2外置氢罐、V-1电磁阀、I-2温度压力传感器、组合流量测量模块、I-10温度压力传感器、T1红外通信模块、V6电磁阀以及加氢模块；其中，
组合流量测量模块包括V-3\V-4\V-5以及对应的I-7\I-8\I-9；
加氢模块包括V-8\V-9\V-10以及对应的V-11\V-12\V-13。
第三，3吹扫管路为氮气吹扫管路，包括V-14支路电磁阀、V-19过压阀、支路V-15电磁阀、V-16电磁阀、V-18过压阀、I-16氢气流量计以及I-17氢气流量计，通过开关阀连接1号管路和2号管路，以实现吹扫功能；其中，
I-16氢气流量计以及I-17氢气流量计的量程不同。
第四，4排废管路有过压排氢和吹扫排废功能，包括V-19过压阀、V-18过压阀、V-16电磁阀、I-16氢气流量计以及I-17氢气流量计，用于排出及测量多余氢气和吹扫氮气；其中，
I-16氢气流量计以及I-17氢气流量计的量程不同。
本申请实施例中，通过V19过压阀以及V18过压阀，可执行过压阀泄压模式，有4排废管路，可以避免以往稳态供氢系统压力变化不及时，压力过大时易损坏氢系统部件的问题。
第五，组合流量测量模块，其包括3个电磁阀V-3\V-4\V-5以及三个不同流量级别的文丘里管流量计I-7\I-8\I-9；其中，
以1、3、5级流量量程为例，可以通过三个电磁阀组合开关，实现1、3、4、5、6、8、9共7个流量量程的快速切换；
对以往案例，可以实现供氢和流量测量的同时宽流量范围的快速响应。
第六，加氢模块，其包括电磁阀V-8\V-9\V-10以及对应的V-11加氢枪、V-12加氢枪以及V-13供氢接头；
可根据不同的车辆加氢口规格和使用模式选择加氢枪或供氢接头。
基于上述技术结构技术特征，可实现多种功能，具体情况如下：
第一，执行组合流量测量：
由V-3\V-4\V-5三路电磁阀对应I-7\I-8\I-9三个不同流量范围的文丘里管；
通过数据处理模块对车辆通信模块氢耗量设定值读取，控制V-3\V-4\V-5三个电磁阀开闭的排列组合，实现从1-9级的宽范围流量测量功能。
需要说明的是，组合流量测量模块，由3个电磁阀V-3\V-4\V-5及三个不同流量级别的文丘里管流量计I-7\I-8\I-9组成；
以1、3、5级流量量程为例，可以通过三个电磁阀组合开关，实现1、3、4、5、6、8、9共7个流量量程的快速切换；
对以往案例，可以实现供氢和流量测量的同时宽流量范围的快速响应。
第二，执行车载氢罐模式：
使用E-1车载氢罐供氢；
系统串联在车内车载氢罐和车内供氢管路之间，用于氢耗量实测；
断开车内供氢管路后，E-1车载氢罐连入系统，V-13供氢接头接入燃料电池供氢管路，与V-2及2号管路形成供氢回路；
在车辆进行转毂上行驶试验的时候，通过开启V-2到组合流量测量模块到V-6电磁阀、V-10电磁阀通过V-13供氢接头接入燃料电池系统供氢并测量氢流量数据；其中，
组合流量测量模块，即V-3\V-4\V-5以及对应的文丘里管I-7\I-8\I-9。
第三，执行外置氢罐模式：
使用E-2外置氢罐供氢，通过开启V-1到组合流量测量模块到V-6电磁阀，选择V-9电磁阀或V-6电磁阀对应的V-11或者V-12加氢枪接入燃料电池汽车加氢口供氢并测量氢流量数据；
在该模式中，如供氢压力实时大于车辆所需压力，压力差超过一定阈值时。多余的氢气会通过V-18过压阀通过流量计I-16/I-17经排废管路排出大气；其中，
组合流量测量模块，即V-3\V-4\V-5以及对应的文丘里管I-7\I-8\I-9；
V-12加氢枪可配置不同的加氢枪规制；
流量计I-16/I-17的流量量程可根据实际需求进行配置；
此模式下温度压力传感器I-2监测管路中的温度压力，温度压力传感器I-10监测加氢口的温度压力，传输给数据处理模块。数据处理模块通过红外通信模块T1，将温度压力数据与车辆进行通信用于车内系统的安全监测用途。
第四，执行吹扫排废模式：
系统内部两处设计有氢气泄露监测传感器H1\H2，当系统监测到氢气泄露值超过阈值时，或者系统接到吹扫系统指令时手动或试验结束后程序自动执行，数据处理系统控制系统关闭氢气源进入吹扫排废模式；
系统中供氢管路上的V-1\V-2\V-8\V-9\V-10阀门关闭；
排废和吹扫管路上V-3\V-4\V-5\V-6\V-14\V-15\V-16开启；
E3氮气瓶通过3吹扫管路和4排废管路对系统进行强制吹扫排废。
第五，执行氢流量预读：
在两种供氢模式中，数据处理系统会从车辆通信模块中读取车内预设置的氢耗量来自于试验获得的车速、功率、氢耗数据模型；
根据该预设氢耗值，判断组合流量测量模块中的电磁阀开关组合，开启对应的1个或数个文丘里管流量计，以实现宽量程的氢耗的动态快速实测和供氢；
避免以往稳态供氢系统，流量变化缓慢，测量量程变化不及时，大量程测量又精度不高的问题。
第六，若把组合流量测量模块所测氢流量为Q1，氢气流量计I-16/I-17测得的排废流量记为Q2，则此模式下，实际氢流量Q3＝Q1-Q2。
其中，氢耗量CH2则可以换算为，100公里氢气消耗量CH2kg/100km：
Figure BDA0003770265560000171
式中：CH2-百公里氢气消耗量，单位：kg/100km，四舍五入精确到小数点后2位；
mTH-试验中实际测量得到的氢气消耗量，单位：g；
DT-试验中车辆实际行驶的距离，单位：km。
需要说明的是，基于上述结构基础，可存在以下技术优势：
可通过数据处理模块与车辆进行数据通信，读取车内氢耗设定值后，通过多个不同流量规格文丘里管流量计的电磁阀切换组合，实现供氢和氢流量实测的动态快速响应；
具备过压监测及过压排氢、排废气、管路安全吹扫功能，通过过压排氢流量进行氢耗补算；
通过数据处理模块的控制，具有压力、温度、红外通信、氢泄露等监测通信和防护功能。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池汽车的氢耗量测量系统，其特征在于，所述系统包括：
车载氢罐(1)；
外置氢罐(2)；
组合流量测量模块(3)，其进气端与所述车载氢罐(1)以及所述外置氢罐(2)通过电磁阀连通，用于测量氢气进气流量；
外置氮罐(4)，其与所述组合流量测量模块(3)的出气端通过电磁阀连通，用于向所述组合流量测量模块(3)的出气端对应的管路吹扫氮气；
排废管路(5)，其与所述组合流量测量模块(3)的进气端以及出气端对应的管路连通；
加氢模块(6)，其用于与所述组合流量测量模块(3)的出气端连通，向燃料电池汽车供气；其中，
所述排废管路(5)在与所述组合流量测量模块(3)的出气端对应的管路连通处配设有氢气流量模块(50)，其用于测量氢气排废流量；
氢耗量数值等于氢气进气流量减去氢气排废流量。
2.如权利要求1所述的燃料电池汽车的氢耗量测量系统，其特征在于：
所述组合流量测量模块(3)包括多个由不同流量级别的流量计构建的流量测量支路；
各所述流量测量支路的两端分别与所述组合流量测量模块(3)的进气端以及出气端连通；
各所述流量测量支路之间采取并联模式。
3.如权利要求1所述的燃料电池汽车的氢耗量测量系统，其特征在于：
所述氢气流量模块(50)包括相互并联的不同量程的氢气流量计。
4.如权利要求1所述的燃料电池汽车的氢耗量测量系统，其特征在于：
所述加氢模块(6)包括相互并联的适配不同加氢口规格的加氢枪或供氢接头。
5.如权利要求1所述的燃料电池汽车的氢耗量测量系统，其特征在于：
所述组合流量测量模块(3)内部靠近进气端一侧以及靠近出气端一侧均配置有温度压力传感器。
6.如权利要求1所述的燃料电池汽车的氢耗量测量系统，其特征在于：
所述排废管路(5)在与所述组合流量测量模块(3)的进气端的通路上配置有过压阀。
7.如权利要求1所述的燃料电池汽车的氢耗量测量系统，其特征在于：
所述氢气流量模块(50)与所述组合流量测量模块(3)的出气端对应的管路连通处并联设置有电磁阀和过压阀。
8.如权利要求1所述的燃料电池汽车的氢耗量测量系统，其特征在于：
所述车载氢罐(1)、所述外置氢罐(2)以及所述外置氮罐(4)的出气端均配置有电磁阀；
所述外置氮罐(4)与所述组合流量测量模块(3)的出气端的连通处配置有电磁阀；
所述组合流量测量模块(3)内部位于出气端一侧设置有电磁阀。
9.如权利要求1所述的燃料电池汽车的氢耗量测量系统，其特征在于：
所述外置氮罐(4)的出气端均配置有温度压力传感器。
10.一种如权利要求1所述的燃料电池汽车的氢耗量测量系统的使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
控制车载氢罐(1)或外置氢罐(2)依次向组合流量测量模块(3)以及加氢模块(6)输送氢气；
待通过加氢模块(6)向燃料电池汽车进行氢气供给后，记录组合流量测量模块(3)统计的氢气进气流量；
控制外置氮罐(4)向组合流量测量模块(3)的进气端以及出气端的管路吹扫氮气；
记录氢气流量模块(50)的氢气排废流量；
基于所述氢气进气流量以及所述氢气排废流量，计算燃料电池汽车的氢耗量数值。
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